تهیه، مطالعه سینتیکی و خصوصیات شیمی فیزیکی نانوکامپوزیت های پلیمری و کوپلیمری وینیل استات و متیل متاکریلات

در طی دو دهه گذشته، گسترش فعالیت های صنعتی و اقتصادی در جهان و تقاضای روز افزون برای دست یافتن به مواد جدید و ارزان موجب ترکیب پلیمر ها با پرکننده های معدنی شده تا عملکرد کامپوزیت های کاربردی( خواص مکانیکی، استحکام و حرارتی) بهبود یابد و این امر باعث توجه روز افزون به این مواد از جانب صنعت و دانشگاه شده است .در این مطالعه، نانوکامپوزیت های (پلی وینیل استات)/خاک رس، کوپلیمر (وینیل استات-بوتیل آکریلات)/خاک رس، کوپلیمر (وینیل استات-متیل متاکریلات)/خاک رس و کوپلیمر (استایرن -متیل متاکریلات)/خاک رس با درصدهای مختلف پرکننده تولید شده است. در ادامه کار نانو ذرات مغناطیسیcofe2o4، coznfe2o4 و niznfe2o4 سنتز شده اند و از آن ها به عنوان پرکننده در تهیه نانوکامپوزیت های مغناطیسی استفاده گردیده است که نتایج حاکی از این امر بود که تولید نانوکامپوزیت های پلیمری مغناطیسی با موفقیت انجام گردیده است. برای مطالعه نانوساختار ترکیبات سنتز شده از آزمون های xrd،ft.ir ، afm، sem و temاستفاده شده است. نتایج آزمون xrd بیانگر افزایش فاصله لایه های رسی بوده و ساختار اکسفلیت را در مورد نمونه ها تأیید کرده است. برای مطالعه نحوه ی پراکندگی نانو ذرات از آزمون tem استفاده شد که توزیع مناسب ذرات به وسیله آن مشاهده شد. از آزمون های تکمیلی دیگری نظیر ft.ir برای بررسی ساختار و از آزمون sem برای بررسی مورفولوژی استفاده گردیده است در مورد نمونه های نانوکامپوزیت / خاک رس ساختار ماتریس کروی مانند مشاهده شده است. در این مطالعه از میکروسکوپ نیروی اتمی برای بررسی بیشتر ساختار و توپولوژی نمونه ها استفاده گردید. در مقایسه ای که بین ماتریس خالص پلیمری پلی وینیل استات و نانوکامپوزیت پلی وینیل استات/خاک رس انجام شد، نتایج بیانگر کوچک تر شدن ذرات تشکیل دهنده ماتریس درنانوکامپوزیت ها بود. در قسمت دیگری از کار مواد نانوکامپوزیتی و ماتریس های پلیمری مورد مطالعه سینتیکی قرار گرفته اند و اثر عوامل مختلف بر سرعت واکنش مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش غلظت آغازگر در ماتریس پلیمری پلی وینیل استات، باعث کاهش در جرم مولکولی و افزایش در ویسکوزیته و سرعت واکنش می گردد، بر اساس محاسبات انجام شده مرتبه سرعت آغازگر در واکنش پلیمریزاسیون 632/0 تعیین گردیده است. بررسی سینتیکی در نانوکامپوزیت ها نشان داد که افزایش خاک رس در مقایسه با پلیمر خالص باعث تسریع در سرعت واکنش می گردد و با افزایش خاک رس سرعت پلیمریزاسیون افزایش می یابد. در بررسی سینتیکی کوپلیمریزاسیون (وینیل استات – بوتیل آکریلات) مشخص شد که افزایش غلظت آغازگر و امولسیفایر همانند پلیمریزاسیون پلی وینیل استات باعث تسریع در عمل پلیمریزاسیون می گردد و مرتبه واکنش نسبت به آغازگر و امولسیفایر به ترتیب 670/0 و 343/0 تعیین گردید. در مورد نانوکامپوزیت های (وینیل استات-متیل متاکریلات) آزمون dmta به منظور بررسی پایداری مکانیکی و حرارتی انجام گردید که نتایج نشان داد با افزایش خاک رس پایداری مواد افزایش پیدا کرده است. به منظور بررسی پایداری حرارتی نانوکامپوزیت های (وینیل استات-بوتیل آکریلات) از تست tga استفاده گردید. نتایج بیانگر این مسئله بود که حضور خاک رس پایداری حرارتی را افزایش داده و تخریب مواد در دمای بالاتر اتفاق افتاده است. برای بررسی پایداری نانوکامپوزیت های پلی وینیل استات/خاک رس از آزمون dscاستفاده گردید و نتایج نشان داد با افزایش خاک رس دمای انتقال شیشه ای افزایش می یابد که دلیلی بر پایداری و استحکام مواد می باشد.